Computere Og Neuroner Forene: Forskere Dræber Forståelse Af Hjernen

{h1}

I et gennembrud, der fremmer målet om direkte at forbinde vores hjerner til computere, har videnskabsmænd skabt en metode til at anmelde biologiske nerver med siliciumledere.

At kombinere neuroner og computere på en ny måde kan lade forskere lytte ind på disse celler, der taler til hinanden, fordyber vores forståelse af hjernen og baner vejen for tankestyrede proteser.

University of Wisconsin forskere konstruerede nanoskala rør af silicium og germanium, fælles materialer bruges til at lave computerchips. De placerede derefter mus neuronceller ved siden af ​​disse små halmlignende rør og så på, som cellernes axoner - grene, der bærer information fra neuronen - voksede gennem rørene. Selvom dette ikke er første gang, at axoner er blevet dyrket i laboratoriet, er det første gang, at de er blevet dyrket i halvlederrør, som potentielt kan interfere med elektronik.

"Kan vi lave enheder, der en gang er implanteret, kan lokke neuroner til at integrere og vokse ind i dem?" Spurgte studien medforfatter Justin Williams, lektor i biomedicinsk teknik ved University of Wisconsin, Madison. "Jeg ved ikke, om denne nøjagtige tilgang vil være direkte anvendelig for [implantation], men i det mindste tror jeg, at de ting, vi kan lære af disse typer studier, informerer den fremtidige udvikling af implanterbare enheder."

Betydningen af ​​dette forskud er to gange.

For det første har disse halvlederbaserede egenskaber egenskaber svarende til det isolerende lag, som omgiver axonerne, hvilket skaber et mere realistisk miljø for at studere neuroner.

For det andet, fordi den simulerede myelinskede er lavet af halvledere - den grundlæggende byggesten i computere - kan andre elektroniske enheder som sensorer og sonder nemt integreres med rørene, hvilket vil tillade forskere at se og lytte, da cellerne kommunikerer med en en anden.

Det er ikke klart, hvordan disse resultater vil blive anvendt til udvikling af fremtidige hjerneimplantater, som omfatter hjerne-computer-grænseflader.

"På et grundlæggende videnskabsniveau kan det hjælpe os med at forstå bedre, hvordan neuroner interagerer med teknologi, og hvordan vi kan designe fremtidige implanterbare enheder, der drager fordel af det," sagde Williams til InnovationNewsDaily.

Med processer, der typisk anvendes i computerindustrien, var forskerne i stand til at lave små rør af halvledere. Disse rør blev spejlet efter deres biologiske modstykke, i håb om, at axonerne ville føle sig hjemme i dette miljø og opføre sig som de ville i kroppen.

Resultatet: Axonerne tog til rørene og voksede igennem dem med gusto.

Forskerne håber, at denne attraktion mellem rørene og neuroncellerne vil lade dem skabe tilpassede netværk af disse celler.

"Normalt når du smider neuroner i kulturen, de slags sammen med hinanden, de sender ud [axoner], de forbinder til hver anden neuron på denne tilfældige måde, og det er ikke hvordan hjernen dannes, det er ikke sådan hjernen virker, "Sagde Williams. "Hvis vi kan bruge rørene til at lave foruddefinerede forbindelser, kan vi muligvis lave små kredsløb, der ville være bedre modeller af visse in vivo-funktioner."

Det næste skridt er at integrere sensorer i rørene, sagde Williams.

Williams og kolleger beskriver deres resultater i 2. marts udgaven af ​​tidsskriftet ACS Nano.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com